Механические свойства твёрдых тел : свойства и описание

в покое твёрдые тела сохраняют форму, но деформируются под воздействием внешних сил. в зависимости от величины приложенной силы  деформация  может быть , пластической или разрушительной. при деформации тело возвращает себе первоначальную форму после снятия приложенных сил. отзыв твёрдого тела на прилагаемое усилие описывается  модулями . отличительной особенностью твёрдого тела по сравнению с жидкостями и газами является то, что оно сопротивляется не только растяжению и сжатию, а также  сдвигу,  изгибу  и  кручению.

при  пластической деформации  начальная форма не сохраняется. характер деформации зависит также от времени, в течение которого действует внешняя сила. твёрдое тело может  деформироваться   при мгновенном действии, но пластически, если внешние силы действуют длительное время. такое поведение называется  ползучестью. одной из характеристик деформации является твёрдость тела  — способность сопротивляться проникновению в него других тел.

каждое твёрдое тело имеет присущий ему  порог деформации, после которой наступает разрушение. свойство твёрдого тела сопротивляться разрушению характеризуется  прочностью. при разрушении в твёрдом теле появляются и распространяютсятрещины, которые в конце концов приводят к разлому.

к механическим свойствам твёрдого тела принадлежит также его способность проводить  звук, который является волной, переносящий локальную деформацию с одного места в другое. в отличие от жидкостей и газов в твёрдом теле могут распространяться не только продольные звуковые волны, но и поперечные, что связано с сопротивлением твёрдого тела деформации сдвига. скорость звука в твёрдых телах в целом выше, чем в газах, в частности в воздухе, поскольку межатомное взаимодействие гораздо сильнее. скорость звука в кристаллических твёрдых телах характеризуется  анизотропией, то есть зависимости от направления распространения.

Дырочные полу­провод­ни­ки. , леги­ро­ван­ный ак­­цепторной при­месью, на­зы­вают полу­про­во­д­­ником дырочно­го ти­­па (р-типа) проводимости или дырочным полу­провод­ником.дырочная проводимость создается в результате легирования по­­­­ элементами, име­ющими меньшую валентность, чем валентность атомов, из кото­рых состоит полу­про­вод­ни­к.  на­­при­­­мер, для si и ge, являющимися эле­мен­тами четвертой груп­пы таб­ли­­­цы мен­де­­­леева, в качестве акцепторных примесей при­ме­ня­ют эле­­ме­н­­­ты третьей группы, как правило это 5b, 13al, 31ga, 49in.замещая узлы кристаллической решетки , ато­­мы акцепторной примеси захватывают валентный эле­к­т­ро­н от со­­се­д­­не­го атома кремния для создания ковалентных связей с ато­ма­ми ос­­­новного ве­ще­ст­ва, превращаясь при этом в отрицательно за­­ря­­жен­­ные ионы, и уча­ст­вуют в создании дополнительных энер­ге­­ти­че­с­ких уров­ней в за­прещенной зоне , как по­ка­­зано на рис. 1.26.механизм появления дырочной проводимости иллюстрируется на рис. 1.26, а. при образовании ковалентной связи с ато­­­­­ма­­­ми si или ge все три валентных электрона атома акце­п­то­р­ной при­­меси уча­­ст­ву­ют в образовании ковалентных связей. для со­з­­­да­ния че­твертой (не­за­­вер­шен­ной)  связи может быть захвачен электрон из ко­ва­ле­нтных свя­­зей одного из бли­жай­­ших со­седних атомов кре­м­ния. у это­го атома, в свою оче­редь, по­я­в­ля­ет­ся незавершенная связь с со­сед­ним атомом кре­м­ния, ко­торая на­зы­ва­­ется дыркой.у дырки су­ще­­ству­ет сла­бая эле­­к­­­­т­ро­ста­ти­чес­кая связь с атомом кремния. эне­р­гия этой куло­но­в­с­кой свя­з­и dwa, как и в случае электронных по­лу­­про­­во­д­ни­ков, не­­велика и со­­став­ля­­­ет всего 0,,07 эв. по­э­тому  для зах­ва­та дыр­­кой элек­трона из ко­валентной связи соседнего атома  до­­­ста­то­ч­но неболь­шой эне­р­­гии, ко­торую эле­к­трон мо­жет по­лу­чить за счет тепловых ко­ле­ба­ний кри­­с­тал­­­ли­че­с­­кой ре­ше­тки. в ре­зу­льтате об­­мена электронами между со­седними атомами  дырка мо­­жет пе­ре­­мещаться по кристаллу по­лу­­про­вод­ника, осу­ществляя при при­ло­­жении внешнего эле­к­т­ри­че­с­кого по­ля ды­ро­ч­ную про­во­ди­мость.

Дано: t1=80°c   t2=60°c   t=24 часа   n(объёмный расход)=120л/час   c=4200 дж/кг*°c   p=1000 кг/м^3   найти: q(количество теплоты)решение: 1. v=n*t   v=120л/час*24ч=2880л=2,88 м^3 -- это мы нашли объём воды, проходящей через радиатор за сутки и выразили его в кубометрах.2. m=p*v   m=1000 кг/м^3 * 2,88 м^3=2880 кг -- это мы нашли массу суточного объёма воды.3. q=c*m*(t1-t2)   q=4200 дж/кг*°c * 2880 кг * (80°c-60°c)=241.920.000 дж=241.920 кдж -- это мы нашли количество теплоты, отдаваемое водой, умножив удельную теплоёмкость воды на её массу и на разницу температур. это и есть ответ.